[发明专利]一种桥梁挠度检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种桥梁挠度检测系统及检测方法，包括多个靶标、图像采集装置、激光测距模块、挠度计算模块和操作单元，其中，图像采集装置和挠度计算模块均与操作单元连接；图像采集装置和激光测距模块均与挠度计算模块连接。通过图像采集装置和激光测距模块的水平转动实现大跨度桥梁上多个待测点挠度值的测量；解决现有技术需要多个CCD相机或激光测距仪，精度不高，成本较高，操作不便，实用性不强等问题。

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种桥梁挠度检测系统及检测方法。

背景技术

桥梁的挠度是指梁体上某一横截面处的形心在垂直于轴的方向发生的纵向线位移的大小。桥梁的挠度一旦超过允许范围，或者遭受外力后无法恢复到原有的位置时，即可判断桥梁存在安全隐患。因此，桥梁挠度检测是在桥梁静载试验时针对其结构特点和承载能力对其运营状况进行评估的一项重要工作。

传统的桥梁挠度检测方法通常利用百分表、位移计等仪器进行接触式测量，当桥梁跨越江河、公路铁路、峡谷时，由于无法布设支架，接触式仪器会面临无法安装的问题。

近年，出现了利用激光技术和数字图像技术进行桥梁挠度测量的非接触式方法。但是在对大跨度桥梁进行挠度测量时，这两种方法需要沿桥梁布设多个激光测距仪或CCD相机，会带来仪器布设困难、操作复杂，场地易受限制，成本较高等问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种桥梁挠度检测系统及方法，解决了现有技术中需要采用多个CCD相机或者激光测距仪，且挠度测量精度不高，成本较高，操作不便，实用性不强的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种桥梁挠度检测系统，包括多个靶标，图像采集装置、激光测距模块、挠度计算模块和操作单元，其中，图像采集装置和挠度计算模块均与操作单元连接；图像采集装置和激光测距模块均与挠度计算模块连接；

待测桥梁的每个待测点处分别设置一个靶标；

图像采集装置用于采集待测桥梁未受到荷载时的靶标的初始图像和待测桥梁受到荷载时的靶标的目标图像；

激光测距模块用于测量图像采集装置与靶标之间的距离；

将所述初始图像、目标图像以及图像采集装置与靶标之间的距离均输入到挠度计算模块中，计算得到待测点处的挠度值；

所述挠度值由挠度计算模块传输到操作单元内，操作单元显示计算得到的挠度值；

图像采集装置将采集到的实时图像传输到操作单元内，操作单元用于控制图像采集装置使得图像采集装置能够采集到靶标的图像。

具体地，所述图像采集装置包括望远镜光学系统、面阵CCD相机和云台，望远镜光学系统安装在云台的上方，面阵CCD相机通过支架安装在望远镜光学系统的后方。

具体地，所述操作单元包括图像显示模块、挠度显示模块、云台控制模块和云台位置记录模块。

一种应用所述的桥梁挠度检测系统进行桥梁挠度检测的方法，包括以下步骤：

步骤一，在待测桥梁的待测点的一侧设置一个标定板，对桥梁挠度检测系统进行标定，得到望远镜光学系统前端与标定板之间的距离L和单位像素所代表的位移值之间的函数关系f(L)；

步骤二，面阵CCD相机获取待测桥梁的实时图像，传送到所述图像显示模块中显示；调节云台下方的三脚架，调整云台的竖直位置，并利用所述云台控制模块调整云台的水平位置，使得图像显示模块中显示待测点处的靶标的图像；

步骤三，利用激光测距模块获取望远镜光学系统前端与靶标(1)之间的距离L_靶标,并输送到挠度计算模块中；